錢(qián)炳鋒 李建鄴 沈家蘭 馬玉靜 羅志慶 / 上海電機(jī)學(xué)院

實(shí)用新型多功能平臺(tái)

錢(qián)炳鋒 李建鄴 沈家蘭 馬玉靜 羅志慶 / 上海電機(jī)學(xué)院

為了增加傳統(tǒng)桌椅的多樣性和靈活性，設(shè)計(jì)出一款多功能一體化的座椅?？紤]到不同的人群，將座椅的高度設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)；考慮到人們對(duì)桌子的不同要求，將桌面的角度設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)；為解決傳統(tǒng)座椅不方便搬運(yùn)的問(wèn)題，將座椅下方設(shè)計(jì)為滾筒形式，方便人們攜帶。通過(guò)機(jī)械原理，實(shí)現(xiàn)了以上的設(shè)計(jì)，使桌椅不再單調(diào)。

曲柄導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)；可調(diào)性；便攜性

1.技術(shù)背景

當(dāng)前課桌椅的結(jié)構(gòu)死板功能單一，限制了課堂的靈動(dòng)性，讓學(xué)生們養(yǎng)成了許多不良的學(xué)習(xí)姿勢(shì)。

2.引言

教室是學(xué)校從事教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要基地，是教師和學(xué)生工作、學(xué)習(xí)的場(chǎng)所。如何創(chuàng)造一個(gè)宜人的教室環(huán)境是關(guān)系到教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要因素。為使課桌椅設(shè)計(jì)得合理，除考慮實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀等要求外，還必須應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)原理，使課桌椅的外形尺寸符合青少年人體尺度和人體動(dòng)作尺度，保證學(xué)生有一個(gè)健康良好的坐姿，從而有利于提高學(xué)習(xí)效率，減少疲勞和不舒適感。

3.原理及技術(shù)

3.1 多功能座椅的基本原理利用了曲柄導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1

3.2 自行車(chē)座管夾具有方便調(diào)節(jié)坐桿高度并且可以固定做坐桿的特點(diǎn)，被運(yùn)用于本設(shè)計(jì)中。

4.座椅結(jié)構(gòu)

圖2 項(xiàng)目基本狀態(tài)示意圖

雙層旋轉(zhuǎn)椅面和雙層旋轉(zhuǎn)靠背面中心用銷(xiāo)釘與圓形支撐底盤(pán)座相接實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，雙層旋轉(zhuǎn)椅面和雙層旋轉(zhuǎn)靠背面上層面和下層面通過(guò)合頁(yè)連接，可以翻轉(zhuǎn)；為了增加最大負(fù)載量，此處采用了一個(gè)可以承重的機(jī)構(gòu)，椅面和底部直線光軸通過(guò)魚(yú)眼連接，椅面的翻轉(zhuǎn)帶動(dòng)底部直線光軸的向前移動(dòng)，當(dāng)上層椅面和下層椅面平行時(shí)，直線光軸上的支撐塊對(duì)上層椅面有支撐作用，增加椅面承重量，通過(guò)桿件的調(diào)節(jié)和定位滑塊的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)單人椅、桌椅一體化的狀態(tài)、雙人討論桌椅、床以及完全折疊的基本功能狀態(tài)；通過(guò)椅面角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和椅子高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊配合調(diào)節(jié)椅面的高度，通過(guò)靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊調(diào)節(jié)靠背角度，通過(guò)齒條的鎖定來(lái)調(diào)整靠背和椅面的距離；通過(guò)固定齒條和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊展成一個(gè)桌椅一體化的狀態(tài)，通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)桌面的角度，供繪圖使用；通過(guò)桌子后腳桿的展開(kāi)機(jī)構(gòu)和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)展開(kāi)成一個(gè)雙人討論平臺(tái)，伸縮支撐桿能夠延長(zhǎng)，討論桌面板的收展機(jī)構(gòu)能通過(guò)滑塊的調(diào)節(jié)打開(kāi)討論桌面板，形成一個(gè)臨時(shí)的討論平臺(tái)；將椅面和靠背的上層面板翻轉(zhuǎn)開(kāi)，通過(guò)桌子后腳桿的展開(kāi)機(jī)構(gòu)和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)展成一個(gè)床式休息平臺(tái)，并將伸縮支撐架支撐在中間兩面板之間，增加承重量。

5.不同形態(tài)的變換

多功能座椅機(jī)構(gòu)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可變換成桌、椅、床、雙人桌椅等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，折疊后體積小，攜帶方便，展開(kāi)后可以變換為靠椅，一桌兩椅或是一小床，且可以聯(lián)級(jí)進(jìn)行多人使用，用途更強(qiáng)，非常適合或外活動(dòng)或是居家使用；變換性強(qiáng)，角度與位姿可隨意調(diào)節(jié)，可以用于矯正坐姿，適用性強(qiáng)，滿足特殊需求。

可通過(guò)椅面角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和椅子高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊配合調(diào)節(jié)椅面的高度，通過(guò)靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊調(diào)整靠背角度，通過(guò)齒條的卡死來(lái)調(diào)整靠背和椅面的距離。

圖3 桌椅一體化狀態(tài)示意圖

在圖2的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)固定齒條和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的定位滑塊可以展成一個(gè)桌椅一體化的狀態(tài)，如圖3所示。通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)桌面的角度，供繪圖實(shí)用。

圖4 雙人平臺(tái)示意圖

在圖3的基礎(chǔ)上，通過(guò)桌子后腳桿的展開(kāi)機(jī)構(gòu)和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)還可以展開(kāi)成一個(gè)雙人討論平臺(tái)，伸縮支撐桿能夠延長(zhǎng)，討論桌面板的收展機(jī)構(gòu)能通過(guò)滑塊的調(diào)節(jié)打開(kāi)討論桌面板，形成一個(gè)臨時(shí)的討論平臺(tái)。

圖5為床式休息平臺(tái)示意圖

在圖4的基礎(chǔ)上，將椅面和靠背的上層面板翻轉(zhuǎn)開(kāi)，通過(guò)桌子后腳桿的展開(kāi)機(jī)構(gòu)和靠背的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)可以展成一個(gè)床式休息平臺(tái)，并將伸縮支撐架支撐在中間兩面板之間，增加承重量。

其它變換

圖6

圖7

此外，還能將各個(gè)腳桿收攏，實(shí)現(xiàn)完全折疊狀態(tài)放置墻角以節(jié)省空間。地腳滾筒邊上預(yù)留輪軸，可安裝輪子，更加方便，適應(yīng)能力更強(qiáng)。

6.科學(xué)意義

多功能座椅的設(shè)計(jì)有效的解決了學(xué)生因?yàn)樽酪胃叨鹊牟贿m而導(dǎo)致坐姿不正確影響身體健康的問(wèn)題。同時(shí)解決了在不同場(chǎng)所對(duì)桌椅的不同需求。底部的滾筒設(shè)計(jì)使人們?cè)谝苿?dòng)座椅是能夠更加的便捷。不同形態(tài)也讓學(xué)生能夠增加對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

7.結(jié)論

多功能平臺(tái)機(jī)構(gòu)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可變換成桌、椅、床等平臺(tái)，雙人桌椅等機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，折疊后體積小，攜帶方便，非常適合戶外活動(dòng)；因可以變換多種形式，所以可適應(yīng)更多場(chǎng)合；變換性強(qiáng)，角度與位姿可隨意調(diào)節(jié)，可以用于矯正坐姿，可用作健身器材；可以進(jìn)行聯(lián)級(jí)使用，增大用途，適應(yīng)性更強(qiáng)；體積小，功能強(qiáng)，平臺(tái)變化多樣，可滿足特殊需求……

因?yàn)樵撈脚_(tái)可以很容易的通過(guò)改變形態(tài)來(lái)改變功能，從而使不同需求的使用更加方便和快捷。它的實(shí)用性、便捷性、多邊性會(huì)讓不同需求的人群前來(lái)購(gòu)買(mǎi)，此平臺(tái)機(jī)構(gòu)有很大的市場(chǎng)前景。

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本項(xiàng)目受上海電機(jī)學(xué)院學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：16TSXK01；上海市大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃資助。